차세대 HBM4의 핵심 기술로 꼽혔던 하이브리드 본딩(Hybrid Bonding) 적용 시점이 늦춰질 가능성이 제기됐다. JEDEC이 HBM 적층 두께 기준을 완화하는 방안을 검토하면서 삼성전자와 SK하이닉스가 HBM4 대신 HBM4E부터 하이브리드 본딩을 적용할 수 있다는 전망이다.
관련 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 HBM4에서 하이브리드 본딩 적용 여부를 재검토하고 있는 것으로 알려졌다. 하이브리드 본딩은 차세대 HBM의 핵심 기술 가운데 하나로 평가된다.
기존 HBM은 범프(Bump)와 언더필(Underfill)을 이용해 DRAM을 적층하는 방식이다. 반면 하이브리드 본딩은 범프와 언더필 없이 웨이퍼를 직접 접합한다. 언더필이 사라지면 열 전달 효율이 향상되고 배선 밀도를 높일 수 있어 더 많은 DRAM 적층과 입출력(I/O) 확대에 유리하다.
당초 HBM4부터 하이브리드 본딩이 본격 적용될 것으로 예상됐다.
실제로 SK하이닉스는 올해 4월 하이브리드 본딩을 적용한 12단 HBM 시제품 검증을 완료한 것으로 알려졌다. 그러나 적용은 시차를 둘 전망이다.
ZDNet은 JEDEC은 HBM 적층 두께 규격을 완화하는 방안을 검토하고 있다고 보도했다. 기존에는 차세대 HBM 두께를 900㎛ 수준으로 제한하는 방향이 논의됐지만, 최근에는 HBM5에서 최대 1000㎛까지 허용을 검토중이다. 규격이 완화되면 제조사는 하이브리드 본딩을 적용하지 않고도 기존 열압착(Thermal Compression Bonding) 방식으로 적층 두께 기준을 충족할 수 있다.
업계에서는 이 점이 삼성전자와 SK하이닉스의 전략 변화에 영향을 줄 변수로 봤다.
최근 엔비디아가 초고단 HBM 도입 일정을 늦추고 있는 점도 변수다. 현재 16단 HBM에 대한 논의가 활발하지 않은 것은 물론 HBM4E 역시 12단 제품 중심으로 전개될 가능성에 무게가 실린다.
그렇다고 하이브리드 본딩 자체가 사라지는 것은 아니다. HBM5 이후에는 입출력 단자 수가 크게 증가하면서 기존 접합 방식으로는 한계가 나타날 가능성이 높다. 업계는 HBM5 또는 HBM5E부터는 하이브리드 본딩 적용이 사실상 필수 기술이 될 것으로 내다봤다.
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